輕型放頂煤支架撤除技術(shù)應(yīng)用

劉衛(wèi)鋒

摘要：輕型支架具有技術(shù)先進(jìn)、成本低、勞動(dòng)強(qiáng)度小、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，目前受到普遍應(yīng)用，但由于千變?nèi)f化的煤層賦存條件所限，隨著礦井的現(xiàn)代化，礦井產(chǎn)量的提高和呆煤工作面推進(jìn)速度的加快，加劇了工作面接續(xù)緊張。綜采工作面的撤除已成為礦井生產(chǎn)中一個(gè)較為重要的環(huán)節(jié)。要想實(shí)現(xiàn)綜采工作面安全、快速、高效的撤除，關(guān)鍵問題是綜采液壓支架的撤除，而液壓支架撤除中最重要的是撤除迎頭的支護(hù)和管理工作，特提請有關(guān)專家鑒定。

關(guān)鍵詞：可行性；缺陷；改進(jìn)；推廣

一、古城煤礦概況

古城煤礦位于兗州市北郊，是臨礦集團(tuán)在兗州煤田所建設(shè)的第一座礦井，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90萬噸／年，經(jīng)技術(shù)改造后與2005年綜合核定生產(chǎn)能力為220萬噸／年。主采3#煤層，煤層傾角10°～30°，淺部傾角大，深部傾角小，煤層起伏大，構(gòu)造以斷層為主。煤層具有自然發(fā)火傾向，自然發(fā)火期3－6個(gè)月，最短發(fā)火期48天。水文地質(zhì)條件簡單?，F(xiàn)在開采的－760以上水平全部為建(構(gòu))筑物下采煤，采用條帶放頂煤方法開采，采50m留80m，使用輕型放頂煤支架進(jìn)行回采的工作面均為走向工作面，工作面傾角為10°－21°。

二、支架撤除工藝

由于地質(zhì)條件較復(fù)雜(斷層多，煤層傾角大，煤層具有自然發(fā)火傾向)，采用傳統(tǒng)的支架撤除方法安全程度低、回撤速度慢、效率低。為解決這一問題，提出了利用錨桿、網(wǎng)、鋼絲繩支護(hù)頂板，使用掩護(hù)架的支架撤除方法。

1撤除前的準(zhǔn)備

當(dāng)工作面采完，停止推進(jìn)后，圍巖移近量會(huì)有所增加，頂板變的破碎，片幫加劇。而回收支架要求有較大的安全空間，這就削弱對圍巖的控制能力，為此要在工作面將推進(jìn)至停采線附近而進(jìn)行回采時(shí)，要采取措施管理好頂板。根據(jù)輕型支架的特點(diǎn)，經(jīng)研究決定采用金屬網(wǎng)、鋼絲繩、加打錨桿管理頂板，具體做法：

(1)金屬網(wǎng)的鋪設(shè)。當(dāng)工作面推進(jìn)距停采線10m時(shí)，開始沿工作面傾斜方向鋪設(shè)雙層金屬網(wǎng)。金屬網(wǎng)的鋪設(shè)順序是：先沿工作面傾斜方向在支架上掛第一排單層網(wǎng)，連續(xù)掛第二排、第三排單層網(wǎng)。從第四排單層網(wǎng)開始與第三排網(wǎng)壓茬0.4m，鋪第五排網(wǎng)又與第四排網(wǎng)壓茬0.4m，依次鋪下去，各網(wǎng)邊用鐵絲隔孔連接好，隨工作面推進(jìn)支架前移，金屬網(wǎng)依次鋪在支架頂梁上部，網(wǎng)要鋪平，扣要擰緊。雙網(wǎng)聯(lián)到煤壁止，煤幫聯(lián)單網(wǎng)，頂板破碎區(qū)聯(lián)雙網(wǎng)，邊網(wǎng)下垂到底板。

(2)鋼絲繩的鋪設(shè)。距離停采線8m時(shí)，開始以0.6m的步距沿工作面方向在金屬網(wǎng)和支架頂粱之間鋪設(shè)鋼絲繩(直徑≥15.5mm)，每隔200mm用鐵絲與金屬網(wǎng)緊固一扣，兩端用錨桿固定在運(yùn)順、軌順頂板上，全面共鋪設(shè)10-12條(以鋪至煤壁為準(zhǔn))。鋼絲繩面中繩頭搭接壓茬1m以上，用三個(gè)繩卡卡實(shí)、卡牢，兩排鋼絲繩接頭不能處于同一支架，鋼絲繩必須拉直與網(wǎng)連為一體。

(3)打錨桿支護(hù)頂板和煤幫。當(dāng)?shù)谝粭l鋼絲繩吃到支架尾梁中部時(shí)，最后一條鋼絲繩到前探梁頭，插板尾壓雙網(wǎng)達(dá)1m以上時(shí)，停止移支架，只推移工作面刮板輸送機(jī)，繼續(xù)向前回采至停采線。該段頂板空頂面積較大，采用樹脂錨桿進(jìn)行支護(hù)，工藝過程為：割煤、鋪網(wǎng)、支設(shè)臨時(shí)支柱、打錨桿。頂板錨桿打完后，繼續(xù)沿煤幫掛單層金屬網(wǎng)，將金屬網(wǎng)拖到底板。然后在煤壁上打錨桿，將網(wǎng)固定在煤壁上起到防止片幫煤滾落的作用。

2工作面支架的撤除：

工作面支架撤除前首先要調(diào)整掩護(hù)架，根據(jù)支架的尺寸和撤除支架的空間，決定采用三個(gè)支架作為掩護(hù)架，三個(gè)掩護(hù)架的相對位置必須保持如下尺寸：煤幫側(cè)的掩護(hù)架離煤幫的距離為300±100mm，掩護(hù)架之間的間距為300±100mm，采空側(cè)掩護(hù)架與放頂線之間也要留有足夠的間距，各掩護(hù)架與被撤支架的相對位置以不咬架不空頂為宜，一般控制在100-200mm之間的范圍。

(1)支架撤除的工序流程

a、撤架：在掩護(hù)支架的掩護(hù)下，利用調(diào)度絞車配合滑輪將支架直接拉出調(diào)向，外運(yùn)裝車。

b、打支柱：支架撤走后，應(yīng)立即在其原位置上支設(shè)兩走向抬棚，一梁三柱，用單體液壓支柱升緊棚梁兩端，以利掩護(hù)架

c、拉移采空側(cè)的掩護(hù)架：收回前探梁，降下支架，利用回柱絞車配合滑輪拉移采空側(cè)掩護(hù)架距待撤支架200mm處，停下升起支架。

d、拉移煤幫的掩護(hù)架：

e、回柱：掩護(hù)架拉移完畢后，回柱絞車回出掩護(hù)架采空側(cè)的支柱。

(2)最后四架的撤除：

工作面剩余四個(gè)支架(即一個(gè)正常架，三個(gè)掩護(hù)架)便進(jìn)入封閉時(shí)期，回撤前必須加強(qiáng)其周圍及面口的頂板維護(hù)，確保無問題時(shí)方可施工。為安全回撇采取如下回撤順序：先撤中間掩護(hù)架，再撤采空區(qū)側(cè)掩護(hù)架，最后撤煤幫側(cè)掩護(hù)架。在配合木垛與點(diǎn)柱的支護(hù)下將最后一架正常架分步拉出為止。

三、實(shí)踐報(bào)告

1回撤實(shí)踐

古城煤礦應(yīng)用此支架回撤工藝先后回撤了11041、1201、1202、1205、1206等工作面的輕型支架，經(jīng)過幾個(gè)面的撤除實(shí)踐證明，使用該技術(shù)進(jìn)行支架回撤所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效果和社會(huì)效果非常明顯。

2管理措施

無論多么先進(jìn)的撤除技術(shù)，如果沒有嚴(yán)格的質(zhì)量、安全管理措施作保障，任何問題都將得不到解決。因此采取以下措施：

(1)礦成立以生產(chǎn)礦長為組長、以生產(chǎn)、安全科室人員為成員的工作面支架回撤質(zhì)量、安全管理小組，小組成員必須嚴(yán)格按礦有關(guān)質(zhì)量、安全管理辦法和作業(yè)規(guī)程進(jìn)行監(jiān)督和管理。

(2)加大對施工工序的管理，對支架回撤工藝流程的各個(gè)工序進(jìn)行嚴(yán)格控制，使施工人員嚴(yán)格按排定的工序進(jìn)行施工；

(3)對支架所撤除的零部件進(jìn)行嚴(yán)格的管理，礦成立材料管理小組，對礦所屬周轉(zhuǎn)材料進(jìn)行嚴(yán)格的管理，明確責(zé)任。

四、經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果及推廣應(yīng)用前景

1經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果

(1)回撤工作面采用錨桿、網(wǎng)、鋼絲繩聯(lián)合支護(hù)，使回撤工作面支護(hù)強(qiáng)度高，頂板下沉量小，煤壁片幫量減少，給支架回撤創(chuàng)造了一個(gè)安全工作空間。

(2)利用錨桿網(wǎng)支護(hù)頂板，與傳統(tǒng)的采用長鋼梁進(jìn)行支護(hù)頂板相比，大大簡化了頂板維護(hù)工序，且控頂范圍大，便于支架的拉出和調(diào)向，從而加快了回撤速度。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在同樣條件下，回撤速度能提高50％，現(xiàn)在我礦撤除一個(gè)面(面長為50m)平均只用6天的時(shí)間。

(3)回撤工作面材料消耗少。支護(hù)頂板所用的錨桿、網(wǎng)、鋼絲繩等費(fèi)用為2萬元，坑木10m3，工字鋼12根(能全部回收)?；爻饭ぷ髅媸褂玫膯误w支柱數(shù)量少，減少了支柱損壞量，同時(shí)提高了單體支柱的循環(huán)使用率。

(4)回撤速度的加快，使得工作面從停采到密閉的時(shí)間縮短，從而有利于防火。

(5)工作面回撤速度快和回撤支架工序的簡化，使得工作面用工少25％，降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，從而節(jié)約了人工，提高了安全系數(shù)。

2推廣應(yīng)用前景

經(jīng)過幾個(gè)面的實(shí)踐證明利用錨桿、網(wǎng)、鋼絲繩支護(hù)頂板，使用掩護(hù)架的液壓支架撤除技術(shù)進(jìn)行回撤是成功的，經(jīng)濟(jì)效益明顯，在同等條件下有很好的應(yīng)用價(jià)值，值得大力推廣。同時(shí)也為以后的深部開采積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。